Tout ce que vous devez savoir sur les broches GPIO du Raspberry Pi

Qu’il s’agisse de jouer à des jeux ou d’exécuter un système de divertissement Kodi , vous pouvez faire beaucoup de choses avec un Raspberry Pi. Mais vous pouvez faire encore plus de choses si vous connaissez bien ses entrées-sorties à usage général (GPIO). Voici un guide pour vous aider à travailler avec les broches GPIO du Raspberry Pi !

Que sont les broches GPIO du Raspberry Pi ?

Les broches GPIO du Raspberry Pi sont ces broches métalliques qui dépassent d’un côté, juste à l’opposé de l’endroit où se trouvent les connecteurs HDMI et d’alimentation.

Cependant, toutes ces broches ne comptent pas comme « GPIO ». Parmi elles, 26 peuvent être définies comme broches logiques d’entrée et de sortie. Ce sont les broches GPIO. Le reste sont des broches d’alimentation.

En les programmant dans des broches d’entrée ou de sortie, vous pouvez les transformer en un ordinateur logique capable de lire les entrées et d’afficher les sorties. Par exemple, vous pouvez connecter une broche d’entrée à un circuit de bouton-poussoir et une broche de sortie à une LED afin qu’elle s’allume chaque fois que le bouton-poussoir est enfoncé.

Brochage du Raspberry Pi

Avant de pouvoir programmer chaque broche en entrées et sorties, vous devez d’abord savoir quelles sont quelles broches.

Chaque broche du Raspberry Pi est numérotée de 1 à 40. Si vous regardez le Raspberry Pi de telle manière que les ports USB pointent vers le sol, la broche en haut à gauche doit être la broche 1. La broche à sa droite est broche 2, et le décompte continue jusqu’à ce que vous atteigniez la broche 40 en bas à droite.

Désormais, les broches suivantes ne sont pas des GPIO : ce sont des broches d’alimentation qui sont soit constamment chargées pour produire une tension (3v3 et 5V), soit destinées à recevoir une tension (terre).

• 1 & 17 (3v3)
• 2 et 4 (5V)
• 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39 (sol)

Normalement, vous pouvez appeler ces épingles par leur nom. Donc, si vous faites référence à la broche 7 en tant que GPIO, vous pouvez simplement l’appeler broche 7. C’est ce qu’on appelle la numérotation BOARD .

D’un autre côté, vous pouvez également les appeler par leur numérotation individuelle basée sur la puce du processeur des périphériques. C’est ce qu’on appelle la numérotation BCM et est ainsi nommée car la puce qui exécute ces broches appartient à la famille de processeurs BCM.

Définir les broches d’entrée et de sortie

Vous pouvez programmer les broches GPIO du Raspberry Pi avec Thonny, qui est l’éditeur Python par défaut fourni avec le système d’exploitation Raspberry Pi.

Le code suivant définit la broche 7 (GPIO 4) comme broche de sortie et la broche 8 (GPIO 14) comme broche d’entrée en utilisant la numérotation BOARD.

import RPi.GPIO as GPIO


GPIO.setmode(GPIO.BOARD) // Set BOARD numbering.
GPIO.setup(7, GPIO.OUT) // Set pin 7 as an output pin.
GPIO.setup(14, GPIO.IN) // Set pin 14 as an input pin.

GPIO.output(7, GPIO.HIGH) // Make pin 7 output 3 volts.
GPIO.input(8) // Reads whether there's electricity passing through pin 8. Returns either a True or False that you can use in an if statement.
GPIO.output(7, GPIO.LOW) // Make pin 7 stop outputting 3 volts.

Explication du code

Pour travailler avec les broches GPIO, vous devrez importer la bibliothèque GPIO Raspberry Pi. Cela se fait en entrant import RPi.GPIO as GPIO.

Après cela, vous devrez définir le mode. Utilisez GPIO.setmode(GPIO.BOARD)pour indiquer à l’interpréteur MicroPython de lire en mode BOARD. Ou utilisez GPIO.setmode(GPIO.BCM)pour lire en mode BCM.

Pour définir les broches, vous devrez utiliser la GPIO.setup(<pin>, <GPIO.OUT or GPIO.IN>)fonction. Il faut deux arguments. Le premier est le numéro PIN basé sur le mode de numérotation que vous avez sélectionné précédemment. Le second est l’état, que vous souhaitiez le définir comme broche de sortie avec GPIO.OUTou comme broche d’entrée avec GPIO.IN.

Ensuite, avec les broches de sortie, vous pouvez les régler sur haut ou bas à l’aide du GPIO.output(<pin>, <GPIO.LOW or GPIO.HIGH>). Régler une broche de sortie sur HIGH la charge jusqu’à 3 volts. Cela compte comme un « oui » ou un « 1 » en logique informatique. LOW fait le contraire, en le chargeant jusqu’à près de 0 volt.

D’un autre côté, vous pouvez lire les valeurs des broches d’entrée. S’ils reçoivent 3 volts, ils s’enregistreront comme HIGH et renverront une valeur booléenne avec GPIO.input(<pin>). Les booléens sont des valeurs vraies ou fausses. Vous pouvez utiliser ces valeurs dans des boucles while et des instructions if pour créer des éléments logiques encore plus profonds.

Connexion du GPIO et des broches d’alimentation aux composants périphériques

Les broches GPIO du Raspberry Pi sont appelées broches mâles. C’est parce qu’ils ont des morceaux de métal qui dépassent au lieu d’un plateau à broches comme l’Arduino Uno.

La plupart des composants de prototypage sont livrés avec des broches mâles pour les rendre plus faciles à placer sur une maquette. Vous pouvez utiliser soit des câbles de liaison mâle-femelle pour les connecter sur une planche à pain, soit des câbles de liaison femelle-femelle pour les connecter directement aux composants eux-mêmes.

De plus, dans la plupart des composants, vous trouverez parfois un marquage « S », « IN » ou « OUT » directement sur leurs broches. Cela signifie que la broche juste à côté d’eux doit se connecter aux broches GPIO. Les marquages ​​dépendent du composant – de nombreux composants ne les nomment même pas ainsi car ils ont environ 3 à 9 broches de signal, d’entrée ou de sortie sur la carte.

Pour savoir quelle broche doit aller où, vous pouvez consulter leur « fiche technique », qui contient les conseils du fabricant sur l’utilisation du composant et ses comportements attendus. Ceux-ci sont spécifiques à un modèle ou à une marque, en particulier lorsqu’il s’agit de modules contenant une tonne d’autres composants.

Prendre soin des broches GPIO du Raspberry Pi

Les broches GPIO sont des éléments sensibles. Il est facile de les casser si vous ne faites pas attention.

D’une part, vous devez vous assurer que seules les sources électriques fonctionnant avec une logique de 3 volts se connectent à ces éléments. Appliquer 5 volts sur n’importe quelle broche GPIO est un moyen de les casser.

Une autre chose qui pourrait les casser est de connecter une broche de sortie directement à une broche d’entrée sans aucune résistance ni composant entre les deux. Bien que la tension reste la même, le courant circulant depuis la broche de sortie peut potentiellement endommager votre broche d’entrée.

Dès que vous apprenez à les utiliser correctement, vous pouvez faire beaucoup de choses avec un Raspberry Pi. D’une part, vous pouvez connecter un moteur à courant continu à un moteur et le faire fonctionner sur roues ou agir comme un petit ventilateur électrique. Et si vous ajoutez des roues, vous pourriez même contrôler un robot Raspberry Pi sans fil via SSH sur une power bank ! Ces broches GPIO étendent les capacités du Raspberry Pi à bien plus de choses que ce qu’elles pourraient être sans elles.

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